聚焦离子束扫描电子显微镜（简称FIB-SEM）是一种结合了聚焦离子束（FIB）技术和扫描电子显微镜（SEM）技术的高精度分析仪器。它不仅能够进行高分辨率的表面成像，还能利用聚焦的离子束进行样品的微加工和处理。下面是FIB-SEM工作原理和主要功能的概述：

1.工作原理

聚焦离子束：FIB-SEM系统通常使用液态金属镓（Ga）作为离子源，因为镓具有低熔点、低蒸气压，易于产生高密度的离子束。离子源产生的离子经过加速和聚焦，形成直径可达几纳米的细小离子束，该束流被引导到样品表面。

离子束作用：聚焦的离子束轰击样品表面时，通过动能传递将样品表面的原子溅射出去，实现微米乃至纳米级别的材料去除。这种过程可以用来进行切割、打孔、减薄等微细加工操作。

高分辨率图像：与此同时，SEM部分利用电子枪发射电子束扫描样品表面，收集由样品表面散射回来的电子（如二次电子和背散射电子），形成样品表面的高分辨率图像。

联合操作：FIB与SEM在同一平台上协同工作，允许用户在进行微加工的同时，实时监控加工过程，实现精 确的样品制备和形貌观测。

2.主要功能

样品制备：特别适合于透射电子显微镜（TEM）样品的制备，可以得到厚度均匀、边缘清晰的超薄切片。

微纳加工：在微电子、纳米技术和材料科学领域，用于微纳米结构的加工、修改和制造。

三维重构：通过逐层切割样品并利用SEM观察每一层，收集数据后可以重构样品的三维结构，用于复杂结构的分析。

成分分析：结合能谱仪（EDS）可以进行元素成分分析，了解材料的化学组成。

失效分析：在半导体行业，FIB-SEM用于故障定位和失效机制分析，帮助改进产品设计和制造工艺。

当前，聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）因其独特的多功能性，已成为材料科学、生命科学、半导体研究等多个领域中重要研究工具。‍